論文の概要: The Bose-Hubbard polaron from weak to strong coupling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.00486v2
- Date: Tue, 12 Aug 2025 08:25:49 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-13 14:32:16.152601
- Title: The Bose-Hubbard polaron from weak to strong coupling
- Title（参考訳）: 弱結合から強結合へのボース・ハッバード・ポーラロン
- Authors: Tom Hartweg, Tanul Gupta, Guido Pupillo,
- Abstract要約: 不純物は 正方形格子に閉じ込められた ボゾン粒子の浴槽に浸された
入浴におけるボソン-ボソン相互作用の強度の異なるため, 不純物と浴粒子間の誘引的・反発的結合の機構を解析した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We investigate the zero-temperature properties of a mobile impurity immersed in a bath of bosonic particles confined to a square lattice. We analyze the regimes of attractive and repulsive coupling between the impurity and the bath particles for different strengths of boson-boson interactions in the bath, using exact large-scale quantum Monte-Carlo simulations in the grand canonical ensemble. For weak coupling, the polaron mass ratio is found to decrease around the Mott insulator (MI) to superfluid (SF) transition of the bath, as predicted by recent theory, confirming the possible use of the impurity as a probe for the transition. For strong coupling in the MI regime, instead, the impurity is found to modify the bath density by binding to an extra bath particle or a hole, depending on the sign of the polaron-bath interactions. While the binding prevent the aforementioned use of the polaron mass ratio as an MI-SF transition probe, we show that it can be used instead as a probe of the binding itself. Our exact numerical results provide a benchmark for comparing lattice Bose polaron theories and are relevant for experiments with cold atoms trapped in optical lattices, where the presence of a confining harmonic potential can be modeled by a slowly varying local chemical potential.
- Abstract（参考訳）: 正方形格子に閉じ込められたボゾン粒子の浴に浸漬された移動不純物の零温度特性について検討した。
我々は, グランドカノニカルアンサンブルにおける大規模量子モンテカルロシミュレーションを用いて, ボソン-ボソン相互作用の強さの異なる不純物と浴粒子間の誘引結合の機構を解析した。
弱いカップリングの場合、ポラロン質量比はモット絶縁体(MI)の周囲から浴の超流動(SF)遷移に減少し、最近の理論では不純物が遷移のプローブとして使用できることが確認されている。
MI体制下での強いカップリングのために、不純物はポーラロン-バス相互作用の兆候に応じて、余分な浴粒子や穴に結合することで浴密度を変化させる。
この結合は、前述のポーラロン質量比をMI-SF遷移プローブとして使用するのを防ぐが、代わりに結合自体のプローブとして使用できることを示す。
我々の正確な数値的な結果は、格子ボースポラロン理論を比較するためのベンチマークを提供し、光学格子に閉じ込められた低温原子の実験に関係している。
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